广州市近年年高中物理力学竞赛辅导资料专题07动量和能量(含解析)(最新整理)

高中物理动能与动能定理常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析

高中物理动能与动能定理常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析 一、高中物理精讲专题测试动能与动能定理 1．如图所示，水平地面上一木板质量M ＝1 kg ，长度L ＝3.5 m ，木板右侧有一竖直固定的四分之一光滑圆弧轨道，轨道半径R ＝1 m ，最低点P 的切线与木板上表面相平．质量m ＝2 kg 的小滑块位于木板的左端，与木板一起向右滑动，并以0v 39m /s 的速度与圆弧轨道相碰，木板碰到轨道后立即停止，滑块沿木板冲上圆弧轨道，后又返回到木板上，最终滑离木板．已知滑块与木板上表面间的动摩擦因数μ1＝0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1，g 取10 m/s 2．求： (1)滑块对P 点压力的大小； (2)滑块返回木板上时，木板的加速度大小； (3)滑块从返回木板到滑离木板所用的时间． 【答案】(1)70 N (2)1 m/s 2 (3)1 s 【解析】 【分析】 【详解】 (1)滑块在木板上滑动过程由动能定理得： －μ1mgL ＝ 12mv 2－12 20mv 解得：v ＝5 m/s 在P 点由牛顿第二定律得： F －mg ＝m 2 v r 解得：F ＝70 N 由牛顿第三定律，滑块对P 点的压力大小是70 N (2)滑块对木板的摩擦力F f 1＝μ1mg ＝4 N 地面对木板的摩擦力 F f 2＝μ2(M ＋m )g ＝3 N 对木板由牛顿第二定律得：F f 1－F f 2＝Ma a ＝ 12 f f F F M －＝1 m/s 2 (3)滑块滑上圆弧轨道运动的过程机械能守恒，故滑块再次滑上木板的速度等于v ＝5 m/s 对滑块有：(x ＋L )＝vt －1 2 μ1gt 2 对木板有：x ＝ 12 at 2

高中物理圆周运动与能量、动量问题(含答案)

圆周运动与能量、动量问题 1 如图所示，竖直平面内的光滑水平轨道的左边与墙壁对接，右 边与一个足够高的1 4光滑圆弧轨道平滑相连，木块A、B静置于光 滑水平轨道上，A、B的质量分别为1.5 kg和0.5 kg.现让A以6 m/s 的速度水平向左运动，之后与墙壁碰撞，碰撞的时间为0.3 s，碰后的速度大小变为4 m/s.当A与B碰撞后会立即粘在一起运动，g 取10 m/s2，求： (1)在A与墙壁碰撞的过程中，墙壁对A的平均作用力的大小； (2)A、B滑上圆弧轨道的最大高度． 答案(1)50 N(2)0.45 m 解析(1)设水平向右为正方向，当A与墙壁碰撞时根据动量定理有Ft＝m A v1′－m A(－v1) 解得F＝50 N (2)设碰撞后A、B的共同速度为v，根据动量守恒定律有 m A v1′＝(m A＋m B)v A、B在光滑圆形轨道上滑动时，机械能守恒，由机械能守恒定律 得 1 2(m A＋m B)v 2＝(m A ＋m B)gh 解得h＝0.45 m. 2 如图所示，光滑水平面上有一具有光滑曲面的静止滑块B，可 视为质点的小球A从B的曲面上离地面高为h处由静止释放，且A可以平稳地由B的曲面滑至水平地面．已知A的质量为m，B 的质量为3m，重力加速度为g，试求： (1)A刚从B上滑至地面时的速度大小； (2)若A到地面后与地面上的固定挡板P碰撞，之后以原速率反弹， 则A返回B的曲面上能到达的最大高度为多少？ 答案(1) 1 26gh(2) 1 4h 1

解析(1)设A刚滑至地面时速度大小为v1，B速度大小为v2，规定向右为正方向，由水平方向动量守恒得3m v2－m v1＝0，由系统 机械能守恒得mgh＝1 2m v1 2＋1 2×3m v2 2 联立以上两式解得：v1＝1 26gh v2＝ 1 66gh. (2)从A与挡板碰后开始，到A追上B到达最大高度h′并具有共同速度v，此过程根据系统水平方向动量守恒得 m v1＋3m v2＝4m v 根据系统机械能守恒得mgh＝1 2×4m v 2＋mgh′ 联立解得：h′＝1 4h. 3 如图所示，质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC 的出口C处．质量也为m的小球a，从距BC高h的A处由静止释放，沿光滑轨道ABC下滑，在C处与b球正碰并与b黏在一起．已知BC轨道距地面的高度为0.5h，悬挂b 球的细绳能承受的最大 拉力为2.8mg。试问： (1)a球与b球碰前瞬间的速度多大？ (2)a、b两球碰后，细绳是否会断裂？若细绳断裂，小球在DE水 平面上的落点距C的水平距离是多少？若细绳不断裂，小球最高将摆多高？ 答案(1)2gh(2)断裂 2 2h 解析(1)设a球经C点时速度为v C， 则由机械能守恒得mgh＝ 1 2mv C 2， 解得：v C＝2gh 即a球与b球碰前的速度为2gh. (2)设碰后b球的速度为v，由动量守恒得mv C＝(m＋m)v 2

高中物理动量定理及其解题技巧及练习题(含答案)及解析

高中物理动量定理及其解题技巧及练习题(含答案)及解析 一、高考物理精讲专题动量定理 1．2022年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．某滑道示意图如下，长直助滑道AB 与弯曲滑道BC 平滑衔接，滑道BC 高h =10 m ，C 是半径R =20 m 圆弧的最低点，质量m =60 kg 的运动员从A 处由静止开始匀加速下滑，加速度a =4.5 m/s 2，到达B 点时速度v B =30 m/s ．取重力加速度g =10 m/s 2． （1）求长直助滑道AB 的长度L ； （2）求运动员在AB 段所受合外力的冲量的I 大小； （3）若不计BC 段的阻力，画出运动员经过C 点时的受力图，并求其所受支持力F N 的大小． 【答案】（1）100m （2）1800N s ?（3）3 900 N 【解析】 （1）已知AB 段的初末速度，则利用运动学公式可以求解斜面的长度，即 22 02v v aL -= 可解得:22 1002v v L m a -== （2）根据动量定理可知合外力的冲量等于动量的该变量所以 01800B I mv N s =-=? （3）小球在最低点的受力如图所示 由牛顿第二定律可得：2C v N mg m R -= 从B 运动到C 由动能定理可知： 221122 C B mgh mv mv = -

解得;3900N N = 故本题答案是：（1）100L m = （2）1800I N s =? （3）3900N N = 点睛：本题考查了动能定理和圆周运动，会利用动能定理求解最低点的速度，并利用牛顿第二定律求解最低点受到的支持力大小． 2．图甲为光滑金属导轨制成的斜面，导轨的间距为1m l =，左侧斜面的倾角37θ=?，右侧斜面的中间用阻值为2R =Ω的电阻连接。在左侧斜面区域存在垂直斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为10.5T B =，右侧斜面轨道及其右侧区域中存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为20.5T B =。在斜面的顶端e 、f 两点分别用等长的轻质柔软细导线连接导体棒ab ，另一导体棒cd 置于左侧斜面轨道上，与导轨垂直且接触良好，ab 棒和cd 棒的质量均为0.2kg m =，ab 棒的电阻为12r =Ω，cd 棒的电阻为24r =Ω。已知t =0时刻起，cd 棒在沿斜面向下的拉力作用下开始向下运动(cd 棒始终在左侧斜面上运动)，而ab 棒在水平拉力F 作用下始终处于静止状态，F 随时间变化的关系如图乙所示，ab 棒静止时细导线与竖直方向的夹角37θ=?。其中导轨的电阻不计，图中的虚线为绝缘材料制成的固定支架。 (1)请通过计算分析cd 棒的运动情况； (2)若t =0时刻起，求2s 内cd 受到拉力的冲量； (3)3 s 内电阻R 上产生的焦耳热为2. 88 J ，则此过程中拉力对cd 棒做的功为多少? 【答案】(1)cd 棒在导轨上做匀加速度直线运动；(2)1.6N s g ；(3)43.2J 【解析】 【详解】 (1)设绳中总拉力为T ，对导体棒ab 分析，由平衡方程得： sin θF T BIl =+ cos θT mg = 解得： tan θ 1.50.5F mg BIl I =+=+ 由图乙可知： 1.50.2F t =+ 则有：

2023年五年高考物理高校自主招生试题精选分类解析专题动量和能量

专题０5 动量和能量-202３-2023五年高校自主招生试题物理精选分类 解析 一. 2023年 1. (2０２3年卓越大学联盟)某同学用图a所示旳试验装置验证碰撞中动量守恒，他用两个质量相等、大小相似旳钢球A、Ｂ进行试验。首先该同学使球Ａ自斜槽某一高度由静止释放,从槽旳末端水平飞出,测出球A落在水平地面上旳点P与球飞出点在地面上垂直投影O旳距离ＬOP。然后该同学使球A自同一高度由静止释放，在槽旳末端与静止旳球B发生非对心弹性碰撞(如图b所示），碰撞后两球向不一样方向运动，测出两球落地点Ｍ、N与Ｏ点间旳距离ＬOM、LＯＮ。该同学多次反复上述试验过程,并将测量值取平均。 ①下列关系对旳旳是________＿___＿＿_＿___（填字母代号） Ａ．LＯP＝ＬＯM+L ON Ｂ.LＯP<ＬOM+L ON C．L OP＞ＬOＭ+L OＮ ②根据试验原理，试推导出OM与OＮ间夹角旳大小。

2．（2０分) （202３北约自主招生)质量为 M、半径为R 旳匀质水平圆盘静止在水平地面上,盘与地面间无摩擦。圆盘中心处有一只质量为m 旳小青蛙(可处理成质点）,小青蛙将从静止跳出圆盘。为解答表述一致,将青蛙跳起后瞬间相对地面旳水平分速度记为 v x,竖直向上旳分速度记为 vｙ，合成旳初始速度大小记为ｖ,将圆盘后退旳速度记为 u。 (１)设青蛙跳起后落地点在落地时旳圆盘外。 （１.１)对给定旳 v x，可取不一样旳v y,试导出跳起过程中青蛙所做功 W 旳取值范围,答案中可包括旳参量为M、R、m、g(重力加速度）和ｖx。 （1．2)将(1.１)问所得Ｗ取值范围旳下限记为Ｗ０,不一样旳 v x对应不一样旳Ｗ０值，试导出其中最小者W mｉn,答案中可包括旳参量为 M、R、m 和 g。 (2)假如在原圆盘边紧挨着放此外一种相似旳静止空圆盘,青蛙从原圆盘中心跳起后瞬间,相对地面

高中物理(新人教版)选择性必修二课后习题：第二章 电磁感应中的动力学、能量和动量问题【含答案及解析】

第二章电磁感应 习题课:电磁感应中的动力学、能量和动量问题 课后篇素养形成 必备知识基础练 1.(多选) 如图所示,有两根和水平方向成α角的光滑平行的金属轨道,间距为l,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B。一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下,经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋于一个最大速度v m,除R外其余电阻不计,则() A.如果B变大,v m将变大 B.如果α变大,v m将变大 C.如果R变大,v m将变大 D.如果m变小,v m将变大 金属杆从轨道上滑下切割磁感线产生感应电动势E=Blv,在闭合电路中形成电流I=Blv R ,因此金属杆从 轨道上滑下的过程中除受重力、轨道的弹力外还受安培力F作用,F=BIl=B 2l2v R ,先用右手定则判定感 应电流方向,再用左手定则判定出安培力方向,如图所示。根据牛顿第二定律,得mg sin α-B 2l2v R =ma,当 a=0时,v=v m,解得v m=mgRsinα B2l2 ,故选项B、C正确。

2.(多选)如图所示,两足够长的平行金属导轨固定在水平面上,匀强磁场方向垂直导轨平面向下,金属棒ab、cd与导轨构成矩形闭合回路且都可沿导轨无摩擦滑动,两金属棒ab、cd的质量之比为2∶1。用一沿导轨方向的恒力F水平向右拉金属棒cd,经过足够长时间以后() A.金属棒ab、cd都做匀速运动 B.金属棒ab上的电流方向是由b向a C.金属棒cd所受安培力的大小等于2F 3 D.两金属棒间距离保持不变 ab、cd进行受力和运动分析可知,两金属棒最终将做加速度相同的匀加速直线运动,且金属棒ab速度小于金属棒cd速度,所以两金属棒间距离是变大的,由楞次定律判断金属棒ab 上的电流方向是由b到a,A、D错误,B正确;以两金属棒整体为研究对象有F=3ma,隔离金属棒cd分 析F-F安=ma,可求得金属棒cd所受安培力的大小F安=2 3 F,C正确。 3. 如图所示,纸面内有一矩形导体闭合线框abcd,ab边长大于bc边长,置于垂直纸面向里、边界为MN 的匀强磁场外,线框两次匀速完全进入磁场,两次速度大小相同,方向均垂直于MN。第一次ab边平行MN进入磁场,线框上产生的热量为Q1,通过线框横截面的电荷量为q1;第二次bc边平行于MN进入磁场,线框上产生的热量为Q2,通过线框横截面的电荷量为q2,则() A.Q1>Q2,q1=q2 B.Q1>Q2,q1>q2 C.Q1=Q2,q1=q2 D.Q1=Q2,q1>q2 ,线框上产生的热量等于克服安培力做的功,即Q1=W1=F1l bc=B 2l ab 2v R l bc=B 2Sv R l ab, 同理Q2=B 2Sv R l bc,又l ab>l bc,故Q1>Q2;因q=I t=E R t=ΔΦ R ,故q1=q2。因此A正确。 4. 如图所示,间距为l、电阻不计的足够长的平行光滑金属导轨水平放置,导轨左端用一阻值为R的电阻连接,导轨上横跨一根质量为m、有效电阻也为R的金属棒,金属棒与导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现使金属棒以初速度v沿导轨向右运动,若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q。下列说法正确的是()

高中物理动量定理及其解题技巧及练习题(含答案)含解析

高中物理动量定理及其解题技巧及练习题(含答案)含解析 一、高考物理精讲专题动量定理 1．观赏“烟火”表演是某地每年“春节”庆祝活动的压轴大餐。某型“礼花”底座仅0.2s 的发射时间，就能将质量为m =5kg 的礼花弹竖直抛上180m 的高空。（忽略发射底座高度，不计空气阻力，g 取10m/s 2） (1)“礼花”发射时燃烧的火药对礼花弹的平均作用力是多少？（已知该平均作用力远大于礼花弹自身重力） (2)某次试射，当礼花弹到达最高点时爆炸成沿水平方向运动的两块（爆炸时炸药质量忽略不计），测得前后两块质量之比为1：4，且炸裂时有大小为E =9000J 的化学能全部转化为了动能，则两块落地点间的距离是多少？ 【答案】(1)1550N ；(2)900m 【解析】 【分析】 【详解】 (1)设发射时燃烧的火药对礼花弹的平均作用力为F ，设礼花弹上升时间为t ，则： 212 h gt = 解得 6s t = 对礼花弹从发射到抛到最高点，由动量定理 00()0Ft mg t t -+= 其中 00.2s t = 解得 1550N F = (2)设在最高点爆炸后两块质量分别为m 1、m 2，对应的水平速度大小分别为v 1、v 2，则： 在最高点爆炸，由动量守恒定律得 1122m v m v = 由能量守恒定律得 2211221122E m v m v = + 其中 121 4m m = 12m m m =+ 联立解得 1120m/s v =

230m/s v = 之后两物块做平抛运动，则 竖直方向有 212 h gt = 水平方向有 12s v t v t =+ 由以上各式联立解得 s=900m 2．如图所示，在倾角θ=37°的足够长的固定光滑斜面的底端，有一质量m =1.0kg 、可视为质点的物体，以v 0=6.0m/s 的初速度沿斜面上滑。已知sin37º=0.60，cos37º=0.80，重力加速度g 取10m/s 2，不计空气阻力。求： （1）物体沿斜面向上运动的加速度大小； （2）物体在沿斜面运动的过程中，物体克服重力所做功的最大值； （3）物体在沿斜面向上运动至返回到斜面底端的过程中，重力的冲量。 【答案】（1）6.0m/s 2（2）18J （3）20N·s ，方向竖直向下。 【解析】 【详解】 （1）设物体运动的加速度为a ，物体所受合力等于重力沿斜面向下的分力为： F=mg sin θ 根据牛顿第二定律有： F=ma ； 解得： a =6.0m/s 2 （2）物体沿斜面上滑到最高点时，克服重力做功达到最大值，设最大值为v m ；对于物体沿斜面上滑过程，根据动能定理有： 21 2 0m W mv -=- 解得 W =18J ； （3）物体沿斜面上滑和下滑的总时间为： 0226 2s 6 v t a ⨯= == 重力的冲量：

高考物理二轮复习 第一部分 专题四 动量与能量 第1讲 动量和能量观念在力学中的应用练习(含解析)

动量和能量观念在力学中的应用 1．如图甲所示，质量m＝6 kg的空木箱静止在水平面上,某同学用水平恒力F推着木箱向前运动，1 s 后撤掉推力，木箱运动的v .t图像如图乙所示，不计空气阻力，g取10 m/s2。下列说法正确的是（） A．木箱与水平面间的动摩擦因数μ＝0。25 B．推力F的大小为20 N C．在0～3 s内，木箱克服摩擦力做功为900 J D．在0.5 s时，推力F的瞬时功率为450 W 解析撤去推力后，木箱做匀减速直线运动，由速度—时间图线知，匀减速直线运动的加速度大小a2＝错误! m/s2＝5 m/s2，由牛顿第二定律得,a2＝错误!＝μg，解得木箱与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5,故A错误；匀加速直线运动的加速度大小a1＝错误! m/s2＝10 m/s2，由牛顿第二定律得,F－μmg＝ma1，解得F＝μmg＋ma1＝0。5×60 N＋6×10 N＝90 N，故B错误;0～3 s内，木箱的位移x＝错误!×3×10 m＝15 m，则木箱克服摩擦力做功W f＝μmgx＝0。5×60×15 J＝450 J，故C错误；0。5 s时木箱的速度v＝a1t1＝10×0。5 m/s＝5 m/s，则推力F的瞬时功率P＝Fv＝90×5 W＝450 W,故D正确. 答案D 2．（2019·湖南株洲二模)如图，长为l的轻杆两端固定两个质量相等的小球甲和乙（小球可视为质点），初始时它们直立在光滑的水平地面上。后由于受到微小扰动，系统从图示位置开始倾倒。当小球甲刚要落地时，其速度大小为（） A.错误!B．错误! C.错误!D．0 解析甲、乙组成的系统水平方向动量守恒，以向右为正方向，在水平方向，由动量守恒定律得mv－mv′＝0，由于甲球落地时，水平方向速度v＝0，故v′＝0，由机械能守恒定律得错误!mv错误!＝mgl，解得v甲＝2gl，故A正确. 答案A 3。（多选）带有1/4光滑圆弧轨道、质量为M的滑车静止置于光滑水平面上，如图所示.一质量为m的小球以速度v0水平冲上滑车，当小球上行再返回，并脱离滑车时，以下说法正确的是( ）

高中物理(新人教版)选择性必修一课后习题：第一章 动量和能量的综合应用(课后习题)【含答案及解析】

习题课:动量和能量的综合应用 课后篇巩固提升 必备知识基础练 1.如图所示,木块A 、B 的质量均为2 kg,置于光滑水平面上,B 与一轻质弹簧的一端相连,弹簧的另一端固定在竖直挡板上,当A 以4 m/s 的速度向B 撞击时,由于有橡皮泥而粘在一起运动,那么弹簧被压缩到最短时,弹簧具有的弹性势能大小为( ) A.4 J B.8 J C.16 J D.32 J 、B 在碰撞过程中动量守恒,碰后粘在一起共同压缩弹簧的过程中机械能守恒。由碰撞过程 中动量守恒得m A v A =(m A +m B )v ,代入数据解得v=m A v A m A +m B =2 m/s,所以碰后A 、B 及弹簧组成的系统的机械能为1 2(m A +m B )v 2=8 J,当弹簧被压缩至最短时,系统的动能为0,只有弹性势能,由机械能守恒得此时弹簧的弹性势能为8 J 。 2.(多选)如图甲所示,在光滑水平面上,轻质弹簧一端固定,物体A 以速度v 0向右运动压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量为x 。现让弹簧一端连接另一质量为m 的物体B (如图乙所示),物体A 以2v 0的速度向右压缩弹簧,测得弹簧的最大压缩量仍为x ,则( ) A.A 物体的质量为3m B.A 物体的质量为2m C.弹簧达到最大压缩量时的弹性势能为3 2mv 02 D.弹簧达到最大压缩量时的弹性势能为m v 02 ,设物体A 的质量为M ,由机械能守恒定律可得,弹簧压缩量为x 时弹性势能E p =1 2Mv 02;对题图乙,物体A 以2v 0的速度向右压缩弹簧,A 、B 组成的系统动量守恒,弹簧达到最大压缩量时,A 、B 二者速度相等,由动量守恒定律有M×(2v 0)=(M+m )v ,由能量守恒定律有E p =1 2M×(2v 0)2-1 2(M+m )v 2,联立解得M=3m ,E p =1 2M×v 02=3 2mv 02,A 、C 正确,B 、D 错误。

高中物理动量练习题(含解析)

高中物理动量练习题 学校:___________姓名：___________班级：___________ 一、单选题 1．高速运动的汽车在发生碰撞时，会弹出安全气囊来保护乘客的生命安全。关于安全气囊的作用，下列说法正确的是（） A．安全气囊能减少乘客受到的冲击力的大小，不能减少冲击力的冲量 B．安全气囊能减少乘客受到的冲击力的冲量，不能减少冲击力的大小 C．安全气囊既能减少乘客受到的冲击力的大小，也能减少冲击力的冲量 D．安全气囊既不能减少乘客受到的冲击力的大小，也不能减少冲击力的冲量 2．如图所示，在光滑的水平面上有一质量为0.2 kg的小球以5.0 m/s的速度向前运动，与质量为3.0 kg的静止木块发生碰撞，假设碰撞后木块的速度是v木＝1 m/s，则（） A．v木＝1 m/s这一假设是合理的，碰撞后球的速度为v球＝－10 m/s B．v木＝1 m/s这一假设是不合理的，因而这种情况不可能发生 C．v木＝1 m/s这一假设是合理的，碰撞后小球被弹回来 D．v木＝1 m/s这一假设是可能发生的，但由于题给条件不足，v球的大小不能确定 3．判断下列说法不正确 ．．．的是（） A．反冲运动是相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果 B．只有系统合外力为零的反冲运动才能用动量守恒定律来分析 C．反冲运动的原理既适用于宏观物体，也适用于微观粒子 D．在没有空气的宇宙空间，火箭仍可加速前行 4．火箭利用喷出的气体进行加速，是利用了高速气体的哪种作用（） A．产生的浮力B．向外的喷力C．反冲作用D．热作用 5．如图所示，A、B是位于水平桌面上两个质量相等的小木块，离墙壁的距离分别为L 和L′，与桌面之间的滑动摩擦力分别为它们重力的Aμ和Bμ倍。现给A一初速度，使之从桌面右端向左端运动。设A、B之间，B与墙之间的碰撞时间都很短，且碰撞中总动能无损失，若要使木块A最后不从桌面上掉下来，则A的初速度最大为（）

高考物理二轮复习专题突破—动量和能量观点的应用(含解析)

高考物理二轮复习专题突破—动量和能量观点的应用 1.(2021福建泉州高三月考)如图所示,建筑工地上的打桩过程可简化为重锤从空中某一固定高度由静止释放,与钢筋混凝土预制桩在极短时间内发生碰撞,并以共同速度下降一段距离后停下来。则() A.重锤质量越大,撞预制桩前瞬间的速度越大 B.重锤质量越大,预制桩被撞后瞬间的速度越大 C.碰撞过程中,重锤和预制桩的总机械能保持不变 D.整个过程中,重锤和预制桩的总动量保持不变 2.(2021福建高三二模)如图所示,A车以某一初速度水平向右运动距离l后与静止的B 车发生正碰,碰后两车一起运动距离l后停下。已知两车质量均为m,运动时受到的阻力为车重力的k倍,重力加速度为g,碰撞时间极短,则() A.两车碰撞后瞬间的速度大小为√kgl B.两车碰撞前瞬间A车的速度大小为√2kgl C.A车初速度大小为√10kgl D.两车碰撞过程中的动能损失为4kmgl

3.(2021辽宁丹东高三一模)2022年冬奥会将在北京举行,滑雪是冬奥会的比赛项目之一,如图所示,某运动员(视为质点)从雪坡上先后以v0和2v0沿水平方向飞出,不计空气阻力,则运动员从飞出到落到雪坡上的整个过程中() A.空中飞行的时间相同 B.落在雪坡上的位置相同 C.动量的变化量之比为1∶2 D.动能的增加量之比为1∶2 4.(多选)(2021辽宁大连高三一模)在光滑水平桌面上有一个静止的木块,高速飞行的子弹水平穿过木块,若子弹穿过木块过程中受到的摩擦力大小不变,则() A.若木块固定,则子弹对木块的摩擦力的冲量为零 B.若木块不固定,则子弹减小的动能大于木块增加的动能 C.不论木块是否固定,两种情况下木块对子弹的摩擦力的冲量大小相等 D.不论木块是否固定,两种情况下子弹与木块间因摩擦产生的热量相等 5.(多选)(2021河南洛阳高三二模)如图所示,质量均为2 kg的三个物块静止在光滑水平面上,其中物块B的右侧固定一轻弹簧,物块A与弹簧接触但不连接。某时刻物块A突然以v0=3 m/s的速度向左运动,已知当A、B速度相等时,B与C恰好发生完全非弹性碰

2021届高三物理二轮复习常考模型微专题复习-用动量和能量观点分析板块模型专题(含解析)

用动量和能量观点分析板块模型专题 一、单选题 1.如图所示，光滑水平面上静止放置着一辆平板车A，车上有两个小滑块B和C，A、B、C三者的质量 分别是3 m、2 m、m。B、C与车之间的动摩擦因数均为μ。开始时B、C分别从平板车的左、右两端同时以大小相同的初速度v0相向滑行。已知滑块B、C没有相碰且最后都没有脱离平板车，则() A. 当滑块C的速度为零时，滑块B的速度也为零 v0 C. 整 B. 最终车的速度大小为1 2 mv02 D. 整个运动过程中，系统产热最多为17 12 个运动过程中，B的加速度不变 2.如图所示，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车上AB部分是半径为R的四分之一光滑圆弧， BC部分是粗糙的水平面．今把质量为m的小物体从A点由静止释放，小物体与BC部分间的动摩擦因数为μ，最终小物体与小车相对静止于B、C之间的D点，则B、D间的距离x随各量变化的情况是() A. 其他量不变，R越大x越大 B. 其他量不变，μ越大x越大 C. 其他量不变，m越大x越大 D. 其他量不变，M越大x越大 3.如图，光滑水平面上放着长木板B，质量m=2kg的木块A以速 度v0=2m/s滑上原来静止的长木板B的上表面，由于A、B之 间存在有摩擦，之后，A，B的速度随时间变化情况如下右图所 示，重力加速度g=10m/s2.则下列说法正确的是() A. A、B之间动摩擦因数为0.1 B. 长木板的质量为1kg C. 长木板长度至少为2m D. A、B组成系统损失机械能为4J 4.如图，一质量为m0带有四分之一圆弧轨道的滑块静置于光滑水平面上，轨 道的半径是R、末端切线水平。将一质量为m的光滑小球从轨道最高点由静 止释放，小球运动至轨道最低点的过程中，滑块对小球做的功是(重力加速 度大小为g)()

高中物理考点专题07 动量(3)(解析版)

三、专题07 动量（3） 四、计算题：（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤） 1、如图所示，光滑水平面上有一质量M=4.0kg 的带有圆弧轨道的小车，车的上表面是一段长L=1.0m 的粗糙水平轨道，水平轨道左侧连一半径R=0.25m 的 4 1 光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在O '点相切。车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧，一质量m=1.0kg 的小物块紧靠弹簧放置，小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.50，整个装置处于静止状态。现将弹簧解除锁定，小物块被弹出，恰能到达圆弧轨道的最高点A 。取g=10m/s ，求： （1）解除锁定前弹簧的弹性势能； （2）小物块第二次经过O '点时的速度大小。 【解析】（1）最高点A 时速度相等，对上滑过程： 系统动量守恒：0=（M+m ）V 共，解得V 共=0 系统能量守恒：Ep=mgR+μmgL ， 联立解得:Ep=7.5J （2）对下滑过程： 系统动量守恒：0=mV 1-MV 2 系统能量守恒：mgR= 21mV 12+2 1 MV 22 联立解得： V 1=2.0m/s 【考点】动力学多过程；临界问题 【难度】中等 2、质量为M=4.0kg 的平板小车静止在光滑的水平面上，如图所示，当t=0时，两个质量分别为m A =2kg 、m B =1kg 的小物体A 、B 都以大小为V 0=7m/s 、方向相反的水平速度，同时从小车板面上的左右两端相向滑动。直到它们在小车上停止滑动时都没有相碰，A 、B 与小车板面间的动摩擦因数均为μ=0.2，取g=10m/s 2。求：

（1）A 在小车上刚停止滑动时，A 的速度大小。 （2）A 、B 在小车上都停止滑动时，小车的速度及此时小车运动的时间。 【解析】（1）由题意知小车向右运动，因为A 和B 的加速度大小相等，所以A 和车先达到速度相等，选水平向右为正方向，对A 由动量定理知-μm A gt 1=m A V A -m A V 0 ，对小车由动量定理知（μm A g-μm B g ）t 1=MV A -0 联立解得：V A =1.4m/s ，t 1=2.8s （2）经分析知A 和B 都停滑时三者速度相同，选水平向右为正方向 系统动量守恒: m A V 0-m B V 0=（M+m A +m B ）V 车 ，解得V 车=1m/s 设小车运动了时间t 三者速度相同，对B 由动量定理知： μm B gt=m B V 车- m B （- V 0），解得：t=4s ⑦ 【考点】块板模型 【难度】较难 3、如图所示，光滑水平面上有一质量为m 1=20kg 的小车和质量为m 2=25kg 的平板拖车B ，用松弛的不能伸长的轻绳连接，质量m 3=15kg 的小物块C 置于拖车上。设拖车长度足够长，物体和拖车间的动摩擦因数μ=0.2。对小车A 作用一个水平向右的冲量，使小车A 获得V 0=3m/s 的速度，求： （1）当A 、B 、C 以相同速度运动时，共同运动的速度是多大？ （2）C 在B 上滑动的距离是多少？ 【解析】（1）ABC 全过程动量守恒：m 1V 0=（m 1+m 2+m 3）V 共，解得：V 共=1m/s （2）轻绳绷紧瞬间小物块C 速度为零，系统机械能损失最大 轻绳绷紧瞬间AB 动量守恒：m 1V 0=（m 1+m 2）V 12，V 12=3 4 m/s C 在B 上相对滑动过程ABC 能量守恒:

2022届高考物理二轮复习：专题07动量和能量的综合运用

2022届高考物理二轮复习专题07动量和能量的综合运用基 础篇 一、单选题，共10小题 1．（2022·全国·高三专题练习）太空探测器常装配离子发动机，其基本原理是将被电离的原子从发动机尾部高速喷出，从而为探测器提供推力，若某探测器质量为490kg ，离子以30km/s 的速率（远大于探测器的飞行速率）向后喷出，流量为33.010g/s -⨯，则探测器获得的平均推力大小为（ ） A ．1.47N B ．0.147N C ．0.09N D ．0.009N 2．（2022·陕西汉中·一模）陕西面食种类繁多，其中“刀削面”堪称一绝，从同一位置依次削出三个小面条，分别落在水面上A 、B 、C 三点，运动轨迹如图所示，忽略空气阻力的影响，小面条被削离面团后均水平飞出，假设三个小面条质量相等，从面条削离到落在水面的过程中，下列说法正确的是（ ） A ．三个小面条被削离时速度相等 B ．三个小面条动量的变化量相同 C ．落在A 点的小面条在空中运动时间最短 D ．落在C 点的小面条落在水面时重力的功率最大 3．（2022·山东·泰安市基础教育教学研究室一模）冬奥会冰壶比赛中所用的冰壶除颜色外其他完全相同，如图（a ）某队员将红壶推出，之后与静止在大本营中心的蓝壶发生对心碰撞，碰撞时间极短，碰后运动员用冰壶刷摩擦蓝壶前进方向的冰面，来减小阻力。碰撞前后两壶运动的v -t 图线如图（b ）中实线所示。重力加速度g=10m/s 2。则运动员由于用冰壶刷摩擦冰面使冰壶与冰面间的动摩擦因数减少了（ ）

A．0.02B．0.012C．0.008D．0.006 4．（2022·北京·一模）城市进入高楼时代后，高空坠物已成为危害极大的社会安全问题。图为一则安全警示广告，非常形象地描述了高空坠物对人伤害的严重性。小明同学用下面的实例来检验广告词的科学性：设一个50 g鸡蛋从25楼的窗户自由落下，与地面的碰撞时间约为3 ⨯，已知相邻楼层的高度差约为3 m，则该鸡蛋对地 210s- 面产生的冲击力约为（） A．10 N B．102N C．103N D．104 N 5．（2022·重庆·模拟预测）如题图所示，水上飞行表演中，运动员操控喷射式悬浮飞行器将水带缓慢竖直送上来的水向下喷出，可以完成悬停、上升等各种动作。某次表演时运动员处于悬停状态，喷嘴竖直向下喷出水的速度为1v，若运动员操控装置，以竖直向上的加速度a开始运动瞬间，喷嘴竖直向下喷出水的速度为2v，重力加速度为g，下列关系式正确的是（）

高中物理 选修【动量】典型题(带解析)

高中物理 选修 动量 一、【动量、冲量、动量定理】 1．课上老师做了这样一个实验：如图所示，用一象棋子压着一纸条，放在水平桌面上接近边缘处．第一次，慢拉纸条，将纸条抽出，棋子掉落在地上的P 点；第二次，将棋子、纸条放回原来的位置，快拉纸条，将纸条抽出，棋子掉落在地上的N 点．从第一次到第二次现象的变化，下列解释正确的是( ) A ．棋子的惯性变大了 B ．棋子受到纸条的摩擦力变小了 C ．棋子受到纸条的摩擦力的冲量变小了 D ．棋子离开桌面时的动量变大了 解析：选C ．两次拉动中棋子的质量没变，其惯性不变，故A 错误；由于正压力不变，则纸条对棋子的摩擦力没变，故B 错误；由于快拉时作用时间变短，摩擦力对棋子的冲量变小了，故C 正确；由动量定理可知，合外力的冲量减小，则棋子离开桌面时的动量变小，故D 错误． 2．如图所示，是一种弹射装置，弹丸的质量为m ，底座的质量为M ＝3m ，开始时均处于静止状态，当弹簧释放将弹丸以对地速度v 向左发射出去后，底座反冲速度的大小为 14 v ，则摩擦力对底座的冲量为( ) A ．0 B ．14m v ，方向向左 C ．14m v ，方向向右 D ．34 m v ，方向向左 解析：选B ．设向左为正方向，对弹丸，根据动量定理：I ＝m v ；则弹丸对底座的作用 力的冲量为－m v ，对底座根据动量定理：I f ＋(－m v )＝－3m ·v 4得：I f ＝＋m v 4 ，正号表示方向向左；故选B ． 3．高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动．在启动阶段，列

车的动能( ) A ．与它所经历的时间成正比 B ．与它的位移成正比 C ．与它的速度成正比 D ．与它的动量成正比 解析：选B ．速度v ＝at ，动能E k ＝12m v 2＝12 ma 2t 2，与经历的时间的平方成正比，A 错；根据v 2＝2ax ，动能E k ＝12m v 2＝12m ·2ax ＝max ，与位移成正比，B 对；动能E k ＝12 m v 2，与速度的平方成正比，C 错；动量p ＝m v ，动能E k ＝12m v 2＝p 22m ，与动量的平方成正比，D 错． 4．如图所示，质量为m 的物体，在大小确定的水平外力F 作用下，以速度v 沿水平面匀速运动，当物体运动到A 点时撤去外力F ，物体由A 点继续向前滑行的过程中经过B 点，则物体由A 点到B 点的过程中，下列说法正确的是( ) A ．v 越大，摩擦力对物体的冲量越大，摩擦力做功越多 B ．v 越大，摩擦力对物体的冲量越大，摩擦力做功与v 的大小无关 C ．v 越大，摩擦力对物体的冲量越小，摩擦力做功越少 D ．v 越大，摩擦力对物体的冲量越小，摩擦力做功与v 的大小无关 解析：选D ．由题知，物体所受的摩擦力F f ＝F ，且为恒力，由A 到B 的过程中，v 越大，所用时间越短，I f ＝Ft 越小；因为W f ＝F ·AB ，故W f 与v 无关．选项D 正确． 5. (多选)如图所示，AB 为竖直固定的光滑圆弧轨道，O 为圆心，AO 水平，BO 竖直，轨道半径为R ，将质量为m 的小球(可视为质点)从A 点由静止释放，在小球从A 点运动到B 点的过程中( ) A ．小球所受合力的冲量水平向右 B ．小球所受支持力的冲量水平向右 C ．小球所受合力的冲量大小为m 2gR D ．小球所受重力的冲量大小为零 解析：选AC ．在小球从A 点运动到B 点的过程中，小球在A 点的速度为零，在B 点的速度水平向右，由动量定理知，小球所受合力的冲量即重力和支持力的合力的冲量水平向

2020年高考物理一轮复习 热点题型归纳与变式演练 专题17 动量与能量(含解析)

专题17 动量与能量 【专题导航】 目录 热点题型一 应用动量能量观点解决“子弹打木块”模型 (1) 热点题型二 应用动量能量观点解决“弹簧碰撞”模型 (3) 热点题型三 应用动量能量观点解决“板块”模型 (7) 热点题型四 应用动量能量观点解决斜劈碰撞现象 (10) 【题型演练】 (13) 【题型归纳】 热点题型一 应用动量能量观点解决“子弹打木块”模型 子弹打木块实际上是一种完全非弹性碰撞。作为一个典型，它的特点是：子弹以水平速度射向原来静止的木块，并留在木块中跟木块共同运动。下面从动量、能量和牛顿运动定律等多个角度来分析这一过程。 设质量为m 的子弹以初速度0v 射向静止在光滑水平面上的质量为M 的木块，并留在木块中不再射出，子弹钻入木块深度为d 。求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离。 要点诠释：子弹和木块最后共同运动，相当于完全非弹性碰撞。 从动量的角度看，子弹射入木块过程中系统动量守恒：()v m M mv +=0……① 从能量的角度看，该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能。设平均阻力大小为f ，设子弹、木块的位移大小分别为1s 、2s ，如图所示，显然有d s s =-21 对子弹用动能定理：20212 121mv mv s f -=⋅- ……② 对木块用动能定理：2221Mv s f = ⋅ ……③ ②相减得：()()2022022121v m M Mm v m M mv d f +=+-=⋅ ……④ 对子弹用动量定理：0-mv mv t f -=⋅……⑤

对木块用动量定理：Mv t f =⋅ ……⑥ 【例1】(2019·江苏苏北三市模拟)光滑水平地面上有一静止的木块，子弹水平射入木块后未穿出，子弹和木块的v －t 图象如图所示．已知木块质量大于子弹质量，从子弹射入木块到达稳定状态，木块动能增加了50 J ，则此过程产生的内能可能是( ) A ．10 J B ．50 J C ．70 J D ．120 J 【答案】D. 【解析】设子弹的初速度为v 0，射入木块后子弹与木块共同的速度为v ，木块的质量为M ，子弹的质量为m ， 根据动量守恒定律得：mv 0＝(M ＋m )v ，解得v ＝mv 0m ＋M .木块获得的动能为E k ＝12Mv 2＝Mm 2v 202（M ＋m ）2 ＝Mmv 202（M ＋m ）·m M ＋m .系统产生的内能为Q ＝12mv 20－12(M ＋m )v 2＝Mmv 202（M ＋m ） ，可得Q ＝M ＋m m E k >50 J ，当Q ＝70 J 时，可得M ∶m ＝2∶5，因已知木块质量大于子弹质量，选项A 、B 、C 错误；当Q ＝120 J 时，可得M ∶m ＝7∶5，木块质量大于子弹质量，选项D 正确． 【变式1】(2019·山东六校联考)如图所示，两个质量和速度均相同的子弹分别水平射入静止在光滑水平地面上质量相同、材料不同的两矩形滑块A 、B 中，射入A 中的深度是射入B 中深度的两倍．两种射入过程相比较( ) A ．射入滑块A 的子弹速度变化大 B ．整个射入过程中两滑块受的冲量一样大 C ．射入滑块A 中时阻力对子弹做功是射入滑块B 中时的两倍 D ．两个过程中系统产生的热量相同 【答案】BD 【解析】在子弹打入滑块的过程中，子弹与滑块组成的系统动量守恒，由动量守恒定律可知，mv 0＝(M ＋m )v ，两种情况下子弹和滑块的末速度相同，即两种情况下子弹的速度变化量相同，A 项错误；两滑块质量相同，且最后的速度相同，由动量定理可知，两滑块受到的冲量相同，B 项正确；由动能定理可知，两种射入过程中阻力对子弹做功相同，C 项错误；两个过程中系统产生的热量与系统损失的机械能相同，D 项正确． 【变式2】如图所示，质量为m ＝245 g 的物块(可视为质点)放在质量为M ＝0.5 kg 的木板左端，足够长的木

高考物理专题32动量与能量的综合应用(含解析)(2021年整理)

专题32 动量与能量的综合应用 一、两物体的碰撞问题 两物体发生正碰（m 1，v 1；m 2，v 2→m 1，v 3；m 2,v 4），总能量损失ΔE 动量守恒:m 1v 1+m 2v 2=m 1v 3+m 2v 4 ，能量守恒：+=++ΔE 规定总动量p =m 1v 1+m 2v 2，几何平均质量m ，总质量 M =m 1+m 2 可得v 3=，v 4= 1．若ΔE =0,损失能量最小. 当m 1=m 2=m 时,可得v 3=v 2，v 4=v 1（另解v 3=v 1，v 4=v 2舍去），即发生速度交换。 故ΔE =0的碰撞称为弹性碰撞,ΔE 〉0的碰撞称为非弹性碰撞。 2．若ΔE 尽量大，取最大值时，有 . 此时可得v 3=v 4=，碰后两物体共同运动。故ΔE 最大的碰撞称为完全非弹性碰撞。 二、弹簧连接体的“碰撞” 光滑水平面上，若将轻弹簧连接体系统的动能损失（等于弹簧的弹性势能）视为一般碰撞问题中的ΔE ，则弹簧连接体的运动可视为碰撞模型。 1．弹簧处于原长状态时，可视为弹性碰撞。 2．弹簧压缩最短或拉伸最长时,弹簧弹性势能最大，即动能损失最大，对应完全非弹性碰撞。在规定了正方向的情况下，求出的两组速度解分别对应弹簧最短和最长的情况。 3．弹簧连接体问题一般会得到两组速度解,且均有实际物理意义,故需要联系具体情况保留或舍去。 三、水平方向的动量守恒 2112m v 2 222m v 2132m v 2242 m v 1212(m p m mv m 222 121212 12()()22()m v v m m v v E M mm --∆== +p M

动量为矢量，故动量守恒定律也具备矢量性；系统在某一方向上受力平衡,则在该方向上的分动量之和不变；一般系统在竖直方向始终受到重力作用,故只在水平方向动量守恒。 四、核反应过程：粒子系统的动量守恒；能量变化ΔE =Δmc 2 (Δm 为质量亏损，c 为真空光速)。 甲、乙两球在光滑的水平面上沿同一方向运动，它们的动量大小分别为p 1=10 kg·m/s,p 2=14 kg·m/s,已知甲的速度大于乙的速度，当甲追上乙发生正碰后，乙球的动量大小变为20 kg·m/s,则甲、乙两球的质量之比可能为 A ．3:10 B ．1：10 C ．1:4 D ．1:6 【参考答案】AC 【详细解析】碰撞前甲球速度大于乙球速度，则有>,可得<；根据动量守 恒有p 1+p 2=p ′1+p ′2，解得p ′1=4 kg·m/s，碰撞后甲、乙两球同向运动，甲球速度小于乙球 速度，则有〈,可得>；根据碰撞过程总动能不增加，由E k ==，有 +≥+，可得≤。故<≤,选AC. 【解题必备】解本题时需要考虑两物体发生碰撞的各种条件: （1）碰撞前提：碰撞前,两物体相向运动，或同向运动时速度大的在后、速度小的在前。 （2）碰撞结果：沿总动量方向，碰撞后，两物体速度反向，或前面物体的速度大于后面的物体。 11p m 22p m 12m m 5 7 11 p m ' 22 p m '12m m 1522m v 2 2p m 2112p m 2222p m 2112p m 2 222p m 12m m 7 1715 1 2m m 7 17